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目的:
探讨联合应用生长抑素和前列腺素E1对大鼠极限肝切除术后急性肝损伤的保护作用及其机制的研究。
材料和方法
采用大鼠90%肝切除动物模型,将64只大鼠随机分为4组,用于肝大部切除术后肝功能损害的研究:单纯肝大部切除术组,即对照组(Control Group,C组)16只,生长抑素治疗组(Somatostatin Group,S组)16只,前列腺素E1治疗组(Prostaglandin E1 Group,P组)16只和联合用药治疗组(Mixed Group, M组)16只。四组大鼠均分别在肝切除术后10分钟、6小时、12小时和24小时这4个时间点进行观察,共分为16个亚组,分别为:C0、C6、C12、C24,S0、S6、S12、S24,P0、P6、P12、P24,M0、M6、M12、M24。每个亚组4只大鼠,于各时点进行标本采集。血清标本进行丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、总胆红素(TB)、白蛋白(ALB)测定。检测相应时间点的门静脉压力值。检测肝组织湿重并计算肝重体重比。肝组织HE染色观察光镜下形态学改变,并用TUNEL法检测肝细胞凋亡指数。血清标本用于检测细胞因子(TNF-α、IL-6)以及抗氧化酶(SOD、GSH)的水平。肝组织冷冻标本用于检测细胞因子(TNF-α、IL-6)、抗氧化酶(SOD、GSH)、凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、Caspase3、HSP70)以及内质网应激相关调节蛋白(CGRP78、PERK、ATF6、CHOP)的表达。另外选取40只大鼠随机分为相应的4组,观察术后生存时间,进行术后生存时间的统计和分析。
结果:
1、肝功能检测:肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)血清ALT、AST、ALP和TB水平与单纯肝切除对照组(C组)比较均明显下调(P<0.05),而血清ALB水平各组间无显著性差异。
2、肝重体重比测定:肝切除术后24h,联合用药组(M组)肝重体重比与单纯肝切除对照组(C组)和生长抑素组(S组)比较略有增加(P<0.05,P<0.05)。
3、光镜下病理组织形态学检查:药物处理组(S组、P组和M组)与单纯肝切除对照组(C组)比较,肝细胞肿胀变性坏死及空泡样变性、肝小叶结构排列紊乱、汇管区炎症等肝细胞损害程度均有所减轻,其中以联合用药组(M组)减轻最明显。
4、生存时间分析:生长抑素组(S组)和前列腺素E1组(P组)生存时间较单纯肝切除对照组(C组)延长(P<0.05),而联合用药组(M组)生存时间较C组明显延长(P<0.001)。
5、门静脉压力值测定:肝切除术后10min和6h,药物处理组(S组、P组和M组)门静脉压力值与单纯肝切除对照组(C组)比较均明显下调(P<0.01);肝切除术后12h,生长抑素组(S组)和联合用药组(M组)门静脉压力值与C组比较均明显下调(P<0.05);肝切除术后24h,C组门静脉压力值仍然高于基础门静脉压力值,但S组、P组和M组门静脉压力值与基础门静脉压力值比较均已无显著性差异。
6、血清和肝组织肿瘤坏死因子--α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)水平:
(1)血清ELISA法检测:肝切除术后24h与术后10min、6h及12h比较,各组血清TNF-α水平均明显升高。肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)血清TNF-α水平与单纯肝切除对照组(C组)比较均明显下调(P<0.001),并且前列腺素E1组(P组)和联合用药组(M组)血清TNF-α水平分别低于生长抑素组(S组)(P<0.001,P<0.01)。肝切除术后24h与术后10min、6h及12h比较,各组血清IL-6水平均明显升高。肝切除术后24h,S组、P组和M组血清IL-6水平与C组比较均明显下调(P<0.001)。(2)肝组织Western blot法检测:肝切除术后24h与术后10min比较,C组肝组织TNF-α水平明显升高。肝切除术后24h,S组、P组和M组肝组织TNF-α水平与C组比较均明显下调,其中M组肝组织TNF-α水平又低于S组和p组(P<0.01,P<0.01)。肝切除术后24h与术后10min比较,C组肝组织IL-6水平亦明显升高。肝切除术后24h,S组、P组和M组肝组织IL-6水平与C组比较均明显下调(P<0.01),其中M组肝组织IL-6水平又低于S组和P组(P<0.01,P<0.01)。
7、血清和肝组织抗氧化酶SOD、GSH水平:随着术后时间的延长,各组血清和肝组织SOD和GSH的水平逐渐升高恢复;与单纯肝切除对照组(C组)比较,药物处理组(S组、P组、M组)可明显升高血清和肝组织SOD和GSH的水平(P<0.05)。
8、TUNEL法检测肝细胞凋亡指数:随着术后时间的延长,各组肝细胞凋亡指数(Apoptotic Index,AI)逐渐升高。肝切除术后12h,药物处理组(S组、P组和M组)AI值与单纯肝切除对照组(C组)比较均明显下调(P<0.05)。肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)AI值与C组比较均明显下调(P<0.001);与生长抑素组(S组)和前列腺素E1组(P组)比较,联合用药组(M组)AI值明显下调(P<0.001,P<0.05)。
9、Western blot法检测Bcl-2、Bax、Caspase3和HSP70蛋白表达水平:肝切除术后24h与术后10min比较,单纯肝切除对照组(C组)Bcl-2和HSP70蛋白表达水平明显降低。肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)Bcl-2和HSP70蛋白表达水平与C组比较均上调(P<0.01),其中以联合用药组(M组)上调最明显(P<0.01)。肝切除术后24h与术后10min比较,C组Bax和Caspase3蛋白表达水平明显升高;而肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)Bax和Caspase3蛋白表达水平与C组比较均下调(P<0.01),其中以M组下调最明显(P<0.01)。
10、Western blot法检测GRP78、PERK、ATF6和CHOP蛋白表达水平:肝切除术后24h与术后10min比较,单纯肝切除对照组(C组)GRP78蛋白表达水平明显降低;而肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)GRP78蛋白表达水平与C组比较表达上调(P<0.01),其中以联合用药组(M组)上调最明显(P<0.01)。肝切除术后24h与术后10rmin比较,C组PERK、ATF6和CHOP蛋白表达水平均明显升高;而肝切除术后24h,药物处理组(S组、P组和M组)PERK、ATF6和CHOP蛋白表达水平与C组比较均下调(P<0.01),其中以M组下调最明显(P<0.01)。
结论:
1、联合应用生长抑素和前列腺素E1对大鼠极限肝切除术后急性肝损伤具有明显的保护作用,且对肝切除术后早期的肝再生有一定的促进作用。
2、联合应用生长抑素和前列腺素E1能有效延长大鼠极限肝切除术后的生存时间,改善预后。
3、联合应用生长抑素和前列腺素E1可以减轻大鼠极限肝切除术后早期肝损伤的程度,其作用机制可能是通过降低肝切除术后过高的门静脉压力,降低TNF-α、IL-6等炎症细胞因子的表达,增强SOD、GSH等抗氧化物的表达,有效抑制过度炎症反应,从而减轻对残肝组织的损伤,保护肝功能。
4、联合应用生长抑素和前列腺素E1可以减轻大鼠极限肝切除术后早期出现的内质网应激状态,上调GRP78、HSP70和Bcl-2的表达,抑制PERK、ATF6、CHOP、Bax和Caspase3的表达,减轻继发的肝细胞凋亡,缓解残肝组织的损伤,保护肝功能。